KR102390338B1 - 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법 - Google Patents

정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법은: 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면의 오염물질을 제거하고 고압수로 세척하는 고압수 세척 및 표면처리 단계; 상기 기존 하지면 고압수 세척 및 표면처리 단계 이후에, 기존 하지면에 무용제 프라이머를 도포하고, 기존 콘크리트 구조물의 다공성 조직의 미세 공극에 상기 무용제 프라이머가 충진 되도록 하여 습윤면 접착 강화층이 형성되도록 하는 단계; 및, 상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계 이후에, 상기 습윤면 접착 강화층 위로 부식방지코팅제를 표면보호제로서 도포하여 방식도막층이 형성되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면을 습윤 상태에서도 접착 강도가 우수해지는 친환경 라이닝 공법으로 용이하게 방식 시공하여 작업성이 우수해지고 유지보수 작업이 용이 해지도록 할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 열화(중성화)가 방지되고 취약성이 개선되도록 내투수성, 부착 강도, 내충격성, 온도변화에 따른 균열 대응성 등이 향상되도록 할 수 있고, 공사기간이 단축되며, 공사비용이 절감되도록 할 수 있는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법을 제공할 수 있다.

Description

정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법 {anti corrosive coating method for concrete structure of water facility}
본 발명은 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면을 습윤 상태에서도 접착 강도가 우수해지는 친환경 라이닝 공법으로 용이하게 방식 시공하여 작업성이 우수해지고 유지보수 작업이 용이 해지도록 할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 열화(중성화)가 방지되고 취약성이 개선되도록 내투수성, 부착 강도, 내충격성, 온도변화에 따른 균열 대응성 등이 향상되도록 할 수 있고, 공사기간이 단축되며, 공사비용이 절감되도록 할 수 있는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법에 관한 것이다.
일반적으로 정수 되는 과정과 상수도 또는 공업용수 등을 보관, 배수할 목적으로 시공이 용이하고 경제적인 장점으로 인하여 철근 콘크리트 정수장 및 물 저장시설 등이 많이 사용되고 있다.
이러한 콘크리트로 된 정수장 및 물 저장시설은 건조 수축에 의한 균열 발생의 우려가 크며, 콘크리트의 강 알칼리성 때문에 음용수를 직접 저장하기에는 적합하지 않다. 따라서, 콘크리트 정수장 및 물 저장시설의 내벽에 에폭시 도장이 수행되지만 장기간 사용시 벽체 부식에 의한 파손과 에폭시 박리현상으로 수질저하 및 누수 등이 발생하는 문제점이 있다.
특히, 콘크리트는 수화현상으로 경화되기 때문에 건조 수축과 신축팽창으로 균열이 발생 되며, 재질의 특징상 인장 강도가 상대적으로 매우 낮아 인장 하중에 취약하고, 콘크리트의 초기 양생시 강한 알칼리성을 띄나 시간이 지날수록 점차 노후화와 중성화(열화)가 진행되어 쉽게 부서지기 쉬우며, 이차적인 콘크리트의 표층부의 중성화와 콘크리트 특유의 다공성 조직으로 인해 철근 부식을 유발하여 음용수의 수질을 오염시키게 될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 상수도 구조물의 실제 현장 시공 사례를 보면, 시공시 외부 수위의 증가, 익스펜션 조인트 시공의 어려움, 콘크리트 자체의 공극 량, 건조 수축 및 온도변화에 따른 구조물의 신축팽창 작용과 타설 불량 및 양생 관리의 부족에 따른 결함 발생 등 다수의 균열 유발 요인과 누수 요인들이 상존하고 있어 콘크리트 구조물에서의 완전한 방식을 기대하기 어렵고, 상수도 구조물은 그 자체에 있어서 수처리 과정상 여러 가지 화학약품을 사용하고 있기 때문에 콘크리트의 부식에 영향을 주고 있다.
즉, 기존 상수도용 정수장이나 저수조 또는 대형 물탱크는 콘크리트방식, 스테인리스방식 및 PE방식으로 개발 및 보급되고 있고, 주요 용도로 물을 정수하거나 저장을 목적으로 지상, 지하 등의 설치위치에 육면체 및 원통형 형상을 이루고 있으며, 대부분 콘크리트를 주재료로 하는 콘크리트 방식이 적용되고 있다.
기존에 시설된 정수장이나 저수조 등의 상수도시설은 바닥 및 벽체가 대부분 콘크리트로 구성되어 있으며, 그 표면에 에폭시 소재의 도료가 도포 되어 있는 형태로 구성되어 있다. 한편, 이러한 콘크리트 구조물들의 노후화로 인하여 누수 현상이 일어남에 따라서 에폭시, PE, PVC 및 금속소재로 바닥 및 벽면의 개보수가 이루어지고 있지만 종래의 보수 방법으로는 구조물과의 접합이나 시공이 용이하지 않으며, 위생상 물이 오염되는 경우가 발생 되고 있다.
따라서, 노후화된 콘크리트로 이루어진 물 저장시설들의 보수공법이 연구 개발되고 있으며, 주로 이루어지는 방법으로는 스테인리스 시트를 이용한 라이닝 공법이 있다.
종래기술에 따른 노후 콘크리트 시설의 스테인리스 시트형 라이닝 공법의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-1798822호(2017년11월10일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
이러한 종래기술에 따른 스테인리스 시트형 라이닝 공법에서 스테인리스 시트는 콘크리트 하지면에 고정용 각 철물을 앵커 볼트의 지지력을 이용해 격자형으로 설치하고, 스테인리스 시트를 각형 철물 위에 맞댐 이음 방식으로 점 용접에 의해 고정한 후 조인트 위에 추가 시트를 용접하는 방식으로 시공하게 된다.
그러나, 종래기술에 따른 라이닝 공법에 의하면 용접부에 대한 검사와 부식에 대한 안정성을 반드시 확인해야 하고, 하지면 콘크리트에서 누수나 균열 등에 대한 대처가 어려워질 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 기존의 정수배수시설 콘크리트 구조물은 대부분 지하 구조물에 해당하므로 매우 습한 환경에 놓여 있게 되는 데, 종래기술에 따른 라이닝 공법에 의하면 습윤면에 적용시 도막 층의 접착력이 약하기 때문에 시공이 어려우며 쉽게 박리 될 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-1798822호(2017년11월10일자 등록)
본 발명의 목적은, 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면을 습윤 상태에서도 접착 강도가 우수해지는 친환경 라이닝 공법으로 용이하게 방식 시공하여 작업성이 우수해지고 유지보수 작업이 용이 해지도록 할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 열화(중성화)가 방지되고 취약성이 개선되도록 내투수성, 부착 강도, 내충격성, 온도변화에 따른 균열 대응성 등이 향상되도록 할 수 있고, 공사기간이 단축되며, 공사비용이 절감되도록 할 수 있는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법은: 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면의 오염물질을 제거하고 고압수로 세척하는 고압수 세척 및 표면처리 단계; 상기 기존 하지면 고압수 세척 및 표면처리 단계 이후에, 기존 하지면에 무용제 프라이머를 도포하고, 기존 콘크리트 구조물의 다공성 조직의 미세 공극에 상기 무용제 프라이머가 충진 되도록 하여 습윤면 접착 강화층이 형성되도록 하는 단계; 및, 상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계 이후에, 상기 습윤면 접착 강화층 위로 부식방지코팅제를 표면보호제로서 도포하여 방식도막층이 형성되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계에서 사용되는 무용제 프라이머의 주제는, 에피클로로하이드린-비스페놀 A 수지 50 ~ 60 중량%와, 에폭시 레진 25 ~ 30 중량%와, 알킬 글리시딜 에테르 10 ~ 20 중량%로 이루어지고,
상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계에서 사용되는 무용제 프라이머의 경화제는, 벤질알콜 25 ~ 50 중량%와, 아이소포론 디아민 2.5 ~ 10 중량%와, 메틸아민 2.5 ~ 10 중량%와, 비스페놀 A 수지 2.5 ~ 10 중량%와, 3-아미노프로필디메틸아민 2.5 ~ 10 중량%와, 2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀 2.5 ~ 10 중량%로 이루어진 것이 바람직하다.
그리고, 상기 방식도막층 형성 단계에서 사용되는 부식방지코팅제의 주제는, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지 10 ~ 15 중량%와, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지 6 ~ 7 중량%와, 알킬 글리시딜 에테르 6 ~7 중량%와, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 0.25 ~ 0.28 중량%와, 운모상 산화철 64 ~ 66 중량%와, 이산화티타늄 6 ~ 7 중량%로 이루어지고,
상기 방식도막층 형성 단계에서 사용되는 부식방지코팅제의 경화제는, 벤질알콜과, 아이소포론 디아민과, 메타-크실렌-알파와, 알파-디아민과, 살리실산으로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면을 습윤 상태에서도 접착 강도가 우수해지는 친환경 라이닝 공법으로 용이하게 방식 시공하여 작업성이 우수해지고 유지보수 작업이 용이 해지도록 할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 열화(중성화)가 방지되고 취약성이 개선되도록 내투수성, 부착 강도, 내충격성, 온도변화에 따른 균열 대응성 등이 향상되도록 할 수 있고, 공사기간이 단축되며, 공사비용이 절감되도록 할 수 있는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법의 공정 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법에 의해 시공이 완료된 콘크리트 구조물의 단면도,
도 3a 및 도 3b는 도 1의 습윤면 접착 강화층 형성 단계에서 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물의 하지면으로 도포된 무용제 프라이머가 콘크리트 구조물의 다공성 조직의 미세 공극 속으로 침투되며 충진 되는 과정을 나타낸 사진,
도 4는 본 발명에 따른 부식방지코팅제에 의한 방식도막층의 내투수성에 관한 공인시험성적서,
도 5는 본 발명에 따른 부식방지코팅제에 의한 방식도막층의 습윤면 접착력에 관한 공인시험성적서,
도 6은 본 발명에 따른 부식방지코팅제에 의한 방식도막층의 내충격성에 관한 공인시험성적서,
도 7은 본 발명에 따른 부식방지코팅제에 의한 방식도막층의 영상 20℃에서의 균열 대응성에 관한 공인시험성적서,
도 8은 본 발명에 따른 부식방지코팅제에 의한 방식도막층의 영하 20℃에서의 균열 대응성에 관한 공인시험성적서이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면의 오염물질을 제거하고 고압수로 세척하는 고압수 세척 및 표면처리 단계(S10)와, 상기 기존 하지면 고압수 세척 및 표면처리 단계(S10) 이후에 기존 하지면에 무용제 프라이머를 도포하고 기존 콘크리트 구조물(10)의 다공성 조직의 미세 공극에 무용제 프라이머가 충진 되도록 하여 습윤면 접착 강화층(100)이 형성되도록 하는 단계(S20)와, 상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20) 이후에 상기 습윤면 접착 강화층(100) 위로 부식방지코팅제를 표면보호제로서 도포하여 방식도막층(200)이 형성되도록 하는 단계(S30)를 포함한다.
이에 따라, 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면을 습윤 상태에서도 접착 강도가 우수해지는 친환경 라이닝 공법으로 용이하게 방식 시공하여 작업성이 우수해지고 유지보수 작업이 용이 해지도록 할 수 있으며, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(10)의 열화(중성화)가 방지되고 취약성이 개선되도록 내투수성, 부착 강도, 내충격성, 온도변화에 따른 균열 대응성 등이 향상되도록 할 수 있고, 공사기간이 단축되며, 공사비용이 절감되도록 할 수 있는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법을 제공할 수 있다.
상기 기존 하지면 고압수 세척 및 표면처리 단계(S10)는 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면의 구(舊) 코팅층, 화학염, 먼지, 푸석한 부분 및 레이턴스 층을 포함한 표면의 모든 오염물질을 고압수 등으로 세척하여 제거하는 단계를 포함한다.
이때, 새로운 콘크리트 구조물일 경우에는 적어도 28일간은 양생 과정을 거치도록 하는 것이 바람직하다.
상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면에 부식방지코팅제를 도포하기 전에 부식방지코팅제의 도포 및 접착이 더욱 잘 이뤄지도록 기존 하지면에 하도로서 무용제 프라이머(primer)를 스프레이, 롤러, 브러쉬 등으로 도포하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 무용제 프라이머는 부식방지코팅제와의 접착력을 고려하여 선택되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20)에서 사용되는 무용제 프라이머의 주제는, 에피클로로하이드린-비스페놀 A 수지 50 ~ 60 중량%와, 에폭시 레진 25 ~ 30 중량%와, 알킬 글리시딜 에테르 10 ~ 20 중량%로 이루어지고, 상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20)에서 사용되는 무용제 프라이머의 경화제는, 벤질알콜 25 ~ 50 중량%와, 아이소포론 디아민 2.5 ~ 10 중량%와, 메틸아민 2.5 ~ 10 중량%와, 비스페놀 A 수지 2.5 ~ 10 중량%와, 3-아미노프로필디메틸아민 2.5 ~ 10 중량%와, 2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀 2.5 ~ 10 중량%로 이루어진 것이 바람직하다.
이에 따라, 친환경적인 무용제 프라이머가 마련되도록 함으로써, 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면이 건조면이든 젖은 상태이든 상관없이 습윤면에서도 뛰어난 접착성을 발휘하며, 상도인 방식도막층(200)과의 접착성이 우수하고, 침투성이 높아 콘크리트의 균열, 미세 공극에 충진되어 크랙(crack)의 확장이 방지되도록 하는 등 안전성을 더해줄 수 있으며, 양생이 덜 된 새 콘크리트의 경우에도 프라이머 및 밀봉제로 사용되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무용제 프라이머에 의해 습윤면 접착 강화층(100)이 형성된 콘크리트는 인장강도가 46.2 MPa로서 일반적인 콘크리트(인장강도 3 MPa)보다 매우 높은 인장강도를 나타내며, 파단 시 신장율도 4%로서 매우 우수해져, 내균열성도 우수해짐을 확인할 수 있다.
도 3의 (a)는 상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20)에서 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면으로 도포된 무용제 프라이머가 침투된 초기 상태를 나타낸 사진이고, 도 3의 (b)는 기존 콘크리트 구조물(10)의 다공성 조직의 미세 공극 속으로 무용제 프라이머가 깊이 침투되며 충진된 상태를 나타낸 사진이다.
상기 방식도막층 형성 단계(S30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 습윤면 접착 강화층(100)의 상부에 부식방지코팅제를 스프레이, 롤러, 브러쉬 등으로 도포하여 방식도막층(200)이 형성되도록 하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 부식방지코팅제는 콘크리트뿐만 아니라 금속설비에도 적용할 수 있으며, 콘크리트가 아닌 금속표면에 적용할 때에는 무용제 프라이머를 앞서 도포할 필요없이 부식방지코팅제를 2회 도포하여 방식도막층(200)이 형성되도록 할 수도 있다.
상기 방식도막층 형성 단계(S30)에서 사용되는 부식방지코팅제의 주제는, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지 10 ~ 15 중량%와, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지 6 ~ 7 중량%와, 알킬 글리시딜 에테르 6 ~ 7 중량%와, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 0.25 ~ 0.28 중량%와, 운모상 산화철 64 ~ 66 중량%와, 이산화티타늄 6 ~ 7 중량%로 이루어지고, 상기 방식도막층 형성 단계(S30)에서 사용되는 부식방지코팅제의 경화제는, 벤질알콜과, 아이소포론 디아민과, 메타-크실렌-알파와, 알파-디아민과, 살리실산으로 이루어진 것이 바람직하다.
이에 따라, 기후환경의 한계를 뛰어넘는 신개념의 친환경적인 부식방지코팅제를 마련하여 이를 상도로서 습윤면 접착 강화층(100)에 도포함으로써, 수분과 녹이 있는 습윤면에서도 부착성이 우수한 방식도막층(200)이 독립적으로 형성되도록 하여 기존 시공의 한계성이 극복되도록 할 수 있다.
좀더 구체적으로, 부식방지코팅제의 경화제는, 벤질알콜 35 ~ 45 중량%와, 아이소포론 디아민 20 ~ 30 중량%와, 메타-크실렌-알파, 알파-디아민 20 ~ 30 중량%와, 살리실산 5 ~ 15 중량%로 이루어진 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 단계 30을 수행할 때에 본 발명에 따른 부식방지코팅제에 의해 접착 강도가 우수하고 습윤면에도 적용 가능하여 작업성이 더욱 향상되며, 경화가 신속히 이뤄지고 무용제 타입으로 도막 수축이 없으며 친환경적으로 내화학성도 우수한 방식도막층(200)이 형성되도록 할 수 있고, 콘크리트 표면뿐만 아니라 금속설비에도 적용가능하여 다목적으로 활용도가 높은 부식방지코팅제가 제조 및 활용되도록 할 수 있다.
에폭시 수지(비스페놀 A 타입 에폭시 수지; 비스페놀 F타입 에폭시 수지)
에폭시는 에폭시기가 반응하여 생기는 가교결합을 가진 가교고분자라고 정의된다. 분자 내에 에폭시기 2개 이상을 갖는 수지상 물질 및 에폭시기의 중합에 의해서 생긴 열경화성 수지이다. 에폭시수지는 비중 1.230 ~ 1.189이며, 굽힘강도·굳기 등 기계적 성질이 우수하다. 경화 시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고, 경화할 때는 재료면에 큰 접착력을 가진다. 가연성·내약품성이 크지만 강한 산과 강한 염기에는 약간 침식된다. 안료(顔料)를 첨가함으로써 마음대로 착색할 수 있고, 또 내일광성도 크다. 제품의 최고 사용온도는 섭씨 80도 정도로 낮다. 주형(注型)·매입(埋入)·봉입(封入) 등 뛰어난 가공성을 보인다.
- 비스페놀(Bisphenol) A 타입 에폭시 수지
비스페놀 A 타입 에폭시 수지는 일반전기 전기전자용, 접착, 토목건축용 도료 및 중방식재료 등에 사용되고 있으며, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지는 i) 경화제 및 변성제의 종류에 따라 다양한 물성을 얻을 수 있고, ii) 다른 열 경화성수지에 비해 경화수축이 적으며, iii) 강인성 및 고온특성이 우수하고, iv) 내약품성 및 내수성이 우수하며, v) Ether 결합은 회전이 가능하여 가소성을 가지고, vi) 수산기와 탄화수소의 규칙성으로 접착성이 큰 이점이 있다. 비스페놀 A 타입 에폭시 수지는 주제에서의 함량이 10 내지 15 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
- 비스페놀(Bisphenol) F 타입 에폭시 수지
비스페놀 F 타입 에폭시 수지는 비스페놀 A 타입 에폭시 수지와 비교시 점도가 낮으며 접착성이 높은 특성을 나타낸다. 따라서, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지는 일반적으로 저점도 또는 함침성이 필요한 곳에 많이 사용된다. 비스페놀 F 타입 에폭시 수지의 화물성, 결정성, 상용성, 경화속도, 열안정성 등은 비스페놀 A 타입 에폭시 수지와 비슷하고, 저점도, 고반응성, 가소성 및 타 수지와 상용성이 우수한 이점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 비스페놀 A 타입 에폭시 수지 및 상기 비스페놀 F 타입 에폭시 수지는 모두 100% 고형분의 무용제 타입(VOC's Free)의 수지로 이루어져 있어서 친환경적이고 작업안전성이 향상되는 효과가 있다. 비스페놀 F 타입 에폭시 수지는 주제에서의 함량이 6 내지 7 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
알킬 글리시딜 에테르
C12-C14 알킬 글리시딜 에테르는 반응(경화제와의 반응) 희석제로서 비스페놀 A 타입 에폭시 수지의 디글리시딜 에테르의 점도를 낮춰주며, 벤젠 메탄올과 비슷한 효과를 나타낸다. 알킬 글리시딜 에테르는 주제에서의 함량이 6 내지 7 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate, PMA)는 포토레지스트 및 반도체, LCD 등 전자용 용제, 산업용 세정제, 도료, 잉크용 용제, 접착제, 각종 수지 등에 사용되고 있는 친환경 용제로서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산은 주제에서의 함량이 0.25 내지 0.28 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
운모상 산화철( MIO , Micaceous Iron Oxide )
본 발명의 실시예에 따르면 무기물인 운모상 산화철이 주제에 함침된다. 중방식 도료에서 수분의 침투를 차폐하여 방청성을 부여하는 운모상 산화철 안료 MIO는 Fe203의 함량이 높은 적철광(hematite)에서 얻어지는 천연 광물로서 박막 형태인 라멜라(Lamella) 구조를 가지는 다크그레이(dark-grey)의 금속성 광택이 나는 플레이크(flake)이다. 이와 같은 플레이키 라멜라(Flaky lamella) 입자들은 표면에 평행으로 배열하여 도막을 강화하는 효과뿐만 아니라 수분이나 염분, 자외선과 같은 환경유해요소를 차단하는 장벽효과를 가진다. 본 발명의 실시예에서는 평균 입도 100 ㎛의 운모상 산화철 분말을 선정하였다. MIO를 안료로 한 MIO 도료는 안료가 인편상(鱗片狀)이기 때문에 도료막 속에 나란히 늘어섬으로 인해 내수성을 증가시킨다는 점, 안료가 표면 밖으로 나와 까칠 까칠한 면을 만듦으로써 겹친 도료막의 부착성이 좋아 층간 박리(剝離)의 염려가 없다는 점, 두껍게 칠할 수 있다는 점, 광반사 효과가 크다는 점, 내후성이 크다는 점 등의 특징이 있다. 운모상 산화철은 주제에서의 함량이 64 내지 66 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
이산화 티타늄( TiO2 )
본 발명의 실시예에 따르면 무기물인 이산화 티타늄이 주제에 함침된다. 이산화 티타늄은 은폐력이 커서 거의 모든 용매에 녹지 않으며, 굴절률이 매우 큰 이방성을 나타내고 산란성이 크다. 매우 안정적인 물질이어서 은폐력, 내후성 및 열이나 빛에 대한 내변색성을 향상시킨다. 본 실시예에서는 평균 입도 0.36㎛의 이산화 티타늄 분말을 선정하였다. 이산화 티타늄은 주제에서의 함량이 6 내지 7 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
벤질알콜( Benzyl alcohol )
벤질알콜(Benzyl alcohol)은 화학식 C6H5CH2OH로 분자량이 108.14의 방향족 알코올이다. 외관은 무색투명의 액체로 은은하고, 달콤한 냄새가 있다. 수용성이 낮아 물에 거의 분해되고, 알코올 및 에테르에도 녹이기 쉽다. 초산 등의 산과 반응하여 에스테르 화합물을 생성한다. 벤질알콜은 경화제에서의 함량이 35 내지 45 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
아이소포론 디아민
아이소포론 디아민은 에폭시 도료의 경화제로서, 변성 지환족 아민으로서 저점도로 구성되어 있어 작업성 향상을 위해 사용된다. 특히, 에폭시 수지와 반응하여 광택이 우수한 도막을 형성하여 광택 안정성이 우수하고 산, 알카리와 같은 화학성분에 강하여 내화학성을 요하는 곳에 많이 적용되며 물리적, 기계적 성능이 우수한 특징을 갖는다. 아이소포론 디아민은 경화제에서의 함량이 20 내지 30 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
메타 -크실렌-알파, 알파- 디아민
메타-크실렌-알파, 알파-디아민은 내수성 및 내화학성이 우수하며, 경화속도가 빠르다. 세부한 용도로는 에폭시 바닥재, 에폭시 중방식 도료, 풍력 발전기의 날개 쪽 등에 사용이 되며, 어덕션(Adduction)을 시키거나 또는 다른 경화제와 혼합하여 사용하기도 한다. 메타-크실렌-알파, 알파-디아민은 경화제에서의 함량이 20 내지 30 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
살리실산
살리실산은 o-옥시벤조산에 해당하며, 화학식 C7H603. 분자량 138.12, 녹는점 섭씨 159도, 비중 1.443이고, 승화성이 있으며, 에테르나 에탄올 등 유기용매에 녹는다. 살리실산은 경화제에서의 함량이 5 내지 15 중량%에서 기능성 코팅제가 월등한 접착성능을 발휘하도록 기여할 수 있으며 이를 벗어나서 지나치게 많거나 적게 함유된 경우 오히려 기능성 코팅제의 접착성능을 저하시킬 수 있다.
혼합설비
본 발명의 실시예에 따르면 기능성 코팅제를 구성하는 비스페놀 A 타입 에폭시 수지, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지, 알킬 글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산, 운모상 산화철, 이산화 티타늄으로 이루어진 주제와, 벤질알콜, 아이소포론 디아민, 메타-크실렌-알파, 알파-디아민, 및 살리실산으로 이루어진 경화제가 고르게 분산되도록 하면서 혼합하기 위하여 페이스트 믹서(paste mixer)를 사용하였다. 고점도의 혼합탈포 장치로 공전과 자전을 동시에 운전하여 원심력과 구심력, 그리고 마찰력을 이용하여 기존의 혼합장비에 있는 내부 임펠러(Impeller) 없이 믹싱과 기포제거가 가능하도록 제작된 장비이다.
사전에 정해진 배합비율에 따라 각 소재를 계량하여 페이스트 믹서 전용용기에 혼입한다. 이때, 살리실산의 경우 잘 용해되지 않으므로 벤질알콜에 사전에 먼저 혼합(Pre-Mix) 해놓은 다음 페이스트 믹서의 전용용기에 혼입하는 것이 바람직하다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 습윤면 접착 강화층 200 : 방식도막층

Claims (3)

  1. 기존 정수배수시설 콘크리트 구조물(10)의 하지면의 오염물질을 제거하고 고압수로 세척하는 고압수 세척 및 표면처리 단계(S10);
    상기 기존 하지면 고압수 세척 및 표면처리 단계(S10) 이후에, 기존 하지면에 무용제 프라이머를 도포하고, 기존 콘크리트 구조물(10)의 다공성 조직의 미세 공극에 상기 무용제 프라이머가 충진 되도록 하여 습윤면 접착 강화층(100)이 형성되도록 하는 단계(S20); 및
    상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20) 이후에, 상기 습윤면 접착 강화층(100) 위로 부식방지코팅제를 표면보호제로서 도포하여 방식도막층(200)이 형성되도록 하는 단계(S30);
    를 포함하되,
    상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20)에서 사용되는 무용제 프라이머의 주제는, 에피클로로하이드린-비스페놀 A 수지 50 ~ 60 중량%와, 에폭시 레진 25 ~ 30 중량%와, 알킬 글리시딜 에테르 10 ~ 20 중량%로 이루어지고,
    상기 습윤면 접착 강화층 형성 단계(S20)에서 사용되는 무용제 프라이머의 경화제는, 벤질알콜 25 ~ 50 중량%와, 아이소포론 디아민 2.5 ~ 10 중량%와, 메틸아민 2.5 ~ 10 중량%와, 비스페놀 A 수지 2.5 ~ 10 중량%와, 3-아미노프로필디메틸아민 2.5 ~ 10 중량%와, 2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀 2.5 ~ 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방식도막층 형성 단계(S30)에서 사용되는 부식방지코팅제의 주제는, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지 10 ~ 15 중량%와, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지 6 ~ 7 중량%와, 알킬 글리시딜 에테르 6 ~7 중량%와, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 0.25 ~ 0.28 중량%와, 운모상 산화철 64 ~ 66 중량%와, 이산화티타늄 6 ~ 7 중량%로 이루어지고,
    상기 방식도막층 형성 단계(S30)에서 사용되는 부식방지코팅제의 경화제는, 벤질알콜과, 아이소포론 디아민과, 메타-크실렌-알파와, 알파-디아민과, 살리실산으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수배수시설 콘크리트 구조물의 방식코팅 공법.
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